CN106163927A - 用于液压成形成型容器的旋转机器和方法 - Google Patents

Abstract

一方面，本发明提供了用于液压成形成型容器的旋转设备，该设备包括具有中心旋转轴线的可旋转的成形轮和垂直于旋转轴线的旋转面。多个成形站由成形轮支承。成形站可操作以通过迫使液体进入预制件而使预制件膨胀为成型容器。当预制件膨胀时，每个成形站的纵轴线与成形轮的旋转面形成小于20°的角度。当预制件膨胀时，每个成形站的纵轴线在成形轮的旋转面上的投影与径向方向在成形站的位置处形成20°的角度。

Description

用于液压成形成型容器的旋转机器和方法

技术领域

本发明涉及用于制造填充液体的容器的旋转机器。

更具体地，本发明涉及用于制造从预制件通过将该液体注入该预制件来成形的填充液体的容器的旋转机器。

背景技术

从聚合材料制造液体容器的工艺现在已经广泛使用了很多年。更具体地，经常使用拉伸吹塑工艺制造这样的容器，在拉伸吹塑工艺中，预先制造的预制件通过加热软化然后插入吹制模具中。首先通过使用拉伸杆机械地拉伸软化的预制件并且随后将高压空气吹入预制件中，使预制件膨胀直至其形状与吹制模具的内表面一致，然后在冷却后成形诸如瓶子的成型容器。最终，成型容器从模具中移除并转交到诸如填充、封闭和标注的下游工序步骤。

然而，使用已知的拉伸吹塑工艺制造填充的容器总是需要两个分开的步骤，吹制和填充。由于这两个步骤的不同性质和完成它们花费的时间，这两个工艺步骤通常由两种不同的机器执行，这两种机器在同一生产线上顺序运行。在一些情况下，甚至在一个工厂制造空容器而用船运往第二个工厂处从而在以后的时间里进行填充。

许多现有技术水平的填充机器依靠液体消耗品的重力流动进入空容器。经常地，在填充过程期间填充喷嘴不触及容器的颈部，使得在不引起显著的溢出的情况下利用升压迫使液体进入容器是不可能的。这种依靠重力的填充过程花费相当大的时间，尤其对于10至20秒/瓶或者更大的大瓶子。

之前已经提议(例如参见于1966年8月16日公布的US-B-3,267,185)组合将预制件膨胀为成型容器的步骤以及通过使用消耗性液体作为流体介质以将压力作用到预制件上引起预制件膨胀来填充成型容器的步骤。在该步骤之后，消耗性液体已经在容器之内并且之后的充填步骤不再是必要的。同时成形并填充成型容器的工序称作液压成形。在US-B-3,267,185中描述的系统中，模具站沿环形路径环绕。沿圆环路径压出管状部。管状型坯逐渐闭合，形成将来的容器的第一端。然后闭合的管状形状被填充和膨胀。然后将来的容器的另一端闭合并被切割。这样的系统的缺点是吞吐量非常低。

工业化从聚合材料制造填充的成型容器的工艺通常采取旋转机器的形式，每个旋转机器包括旋转轮。多个旋转机器联接以形成生产线。所制造的容器通过第一机器的旋转轮的旋转沿着弧形路径被传输然后转移至第二机器，在第二机器处其再次通过旋转轮的旋转沿着弧形路径被传输。以这种方式，可以适应高制造吞吐量的连续制造工艺成为可能。于此相反，线性机器仅以成批的方式操作并且不能加速来实现与操作旋转机器能够实现的吞吐量的相同的高吞吐量。线性机器仅在诸如低产量的设备中的特殊情况下使用。

在US2012/0048683A1中描述的设备包括具有中心旋转轴线的运输装置。例如抓取夹具的容纳器装置容纳预制件。该容纳器装置具有由伺服驱动来驱动的旋转运动，以使得产生的力在预制件的纵向方向上延伸。US2012/0048683A1还描述了具有吹制模具和用于成形预制件的拉伸杆的空气吹制机器。所有描述的实施方式均使预制件的颈部关于机器旋转轴线向外定向。在机器旋转后，压缩力被施加到包括预制件的闭合端的预制件的下段。

文献WO2013/020885在其图3中描述了用于同时吹制和填充塑性容器的旋转系统。模制站的纵轴线相对于垂直轴线倾斜45°。该文献说明该倾斜能够避免由在运动中施加在液体上的离心力产生的液体溢出。

本发明的发明人发现在WO2013/020885中指示的45°倾斜的示例对于几乎任何转速来说是防止溢出的最优的倾斜值。如在图1a中示出的，当容器21膨胀达到模具22的形状并且充满液体23时，注射喷嘴24例如在喷嘴缩回期间缩回并且提供了无液体的顶部空间25。所以在成形的容器内部有液体自由液位26，该液体自由液位26之上有大气压强。液体自由液位的定向取决于机器的转速。如果转速非常低或者是零，如图1a示出的，液体自由液位近似为水平面。液体自由液位在容器内部近似倾斜45°。自由顶部空间25的尺寸使得液体仍然包含在容器内并且没有溢出。图1b示出了当由转速引起的离心加速度27大于重力加速度28的4倍时的自由液位的位置。无液体空间近似垂直并且在容器内这样倾斜45°。没有溢出。

本发明的发明人还发现在当前图1c中示出的WO2013/020885中描述的旋转系统的缺点。该成形方法可包括将拉伸杆29向下引导至加热的预制件30的底部。由拉伸杆施加的拉伸力有助于保持预制件30的底部31在腔体32内部很好地居中。当液体注入预制件时，即使预制件由预制件颈部33和预制件底部31引导，施加于液体上的离心加速度27依然倾向于向外移动液体和预制件30的中间部分，并且倾向于弯曲预制件30。当膨胀中的预制件30的中间部分过早地与拉伸杆29和模具22的冷壁接触时，这可能在容器上引起冷斑34。这可能引起一些容器爆裂。当成形流体是空气，其中在整个膨胀阶段中通过拉伸杆提供的预制件30的张力足够高以保持预制件在腔体的内部很好地居中时，不存在上述现象。在成形流体是液体的情况下，通过预制件的颈口和底部引导预制件可能不足以避免冷斑和爆裂。

旋转设备和工艺的进一步的复杂性是成型容器优选地应在液压成形之后在竖直位置上从模具移除从而降低溢出的危险并且为可转移以在旋转机器上进行进一步处理做准备。如果成型容器为了适应在成形轮上膨胀时的离心力而在倾斜定向上从模具移除，那么在成型容器能够放置于必须在相反方向上旋转的下游旋转轮的弧形制造路径之前，倾斜将必须是被反转或至少被消除。

因此期望克服用于制造填充的成型容器的现有技术的机器的上述缺点。一方面，期望开发能够以高吞吐量执行液压成形工艺的旋转机器。另一方面是开发用于液压成形成型容器的旋转工艺。另一方面是提供用于液压成形成型容器的旋转设备和旋转工艺，这降低了作用于膨胀中的预制件上的离心力的不利影响。

发明内容

一方面，本发明提供了用于从预制件液压成形容器的旋转装置，该装置包括具有中心旋转轴线和垂直于旋转轴线的旋转面的可旋转的成形轮。多个成形站由成形轮支承。成形站可操作以通过迫使液体进入预制件使预制件膨胀为成型容器。当预制件膨胀时，每个成形站的纵轴线与成形轮的旋转面形成小于25°的角度。当预制件膨胀时，每个成形站的纵轴线在成形轮的旋转面上的投影与径向方向在成形站的位置处形成小于25°的角度。

有利地，每个成形站具有闭合配置，在该闭合配置中，成形站包括布置为容纳预制件颈部的预制件支座和布置为容纳预制件的主体部分的模制腔体。该纵轴线限定为经过预制件支座中心并经过模制腔体中心。径向线限定为经过模制腔体中心并且限定为垂直于中心旋转轴线并经过中心旋转轴线。

有利地，对于每个成形站，，纵轴线与径向线在围绕径向线的方向中的任一个方向上形成在[5°，25°]范围内的角度。

申请人发现，成形站的纵轴线的具体选择的倾斜为机器提供意想不到的技术效果。与关于图1c描述的情况相反，在该机器中，降低和几乎抑制了通过将液体注入预制件使预制件膨胀期间导致预制件弯曲的风险。例如，对于提供包括在1.73倍与11.4倍的重力加速度之间的离心加速度的转速的全部范围，垂直于纵向方向施加于液体上的合力(F_inclined)小于当纵向方向平行于中心旋转轴线时施加的力(F_//)的10％。该转速范围覆盖了大多数高吞吐量机器。

另外，对于具体范围的转速，使纵轴线相对于径向线倾斜的角度小于25°的液压成形机器更好地降低了弯曲的风险。，下表示出了对于纵轴线的每个倾斜角的转速范围，垂直于纵轴线施加的合力(F_inclined)小于当纵轴线平行于中心旋转轴线时对应的力(F_//)的5％。

在本发明的具体实施方式中，至少当成形站进行操作以使预制件膨胀时，颈部支座中心比腔体中心更靠近中心旋转轴线。换句话说，预制件具有带开口的颈部部分，以及成形站在成形轮上定向成使得开口面向内。这个特征与所选的模具纵轴线的倾斜角结合使得施加于注射液体上的离心力有助于预制件的膨胀。因为当成形流体为液体时具有上述优点，所以使开口向内定向是进一步具有新颖性和创造性的特征。这与US2012/0048683的教导相反。具体实施方式可以明显减少致动拉伸杆所需要的能量。因此，该实施方式提供了使液压成形机器和/或方法不使用内部拉伸杆的可能性。这大大地改善了液压成形的卫生。没有拉伸杆的实施方式在预制件膨胀期间能够与或者不与引导预制件底部的外部杆一起使用。

根据本发明的另一方面，根据本发明的成形站可操作以下述定向支承预制件，在该定向中，预制件的纵轴线平行于成形站的纵轴线。

根据本发明的另一方面，每个成形站的纵轴线基本上被定向为平行于成形轮的旋转面。

根据本发明的另一方面，每个成形站的纵轴线在成形轮的旋转面上的投影与径向方向在成形站的位置处基本对准。这允许作用于正在膨胀的预制件上的离心力与预制件纵向膨胀的方向更接近地对准。如果预制件布置为使其纵向为基本上垂直于成形轮的旋转面的方向，那么不能克服离心力与纵向膨胀的方向之间的90°角度，并且离心力不能与纵向膨胀的方向对准。在本发明的旋转设备中，成形站以及预制件的纵向膨胀的方向较好地对准，并且优选地基本上彼此对准。降低了离心力不在纵向膨胀的方向上作用于预制件的分量。因此，预制件可被设计成具有较少的结构刚度就能承受这些不利的力并由此使用较少的原材料。

增大机器速度通常将要求在较高的速度下沿着制造路径传输正在膨胀的预制件。因此在旋转机器中，作用于正在膨胀的预制件的离心力将随预制件的平移速度的平方增加。在离心力与纵向膨胀的方向对准之后，不仅降低了在传统设备中产生不均匀膨胀容器的离心力的愈加不利的影响，其甚至支承预制件的纵向膨胀。

根据本发明的另一方面，成形轮的旋转轴线与水平面形成小于30°的角度。根据本发明的另一方面，成形轮的旋转轴线基本上平行于水平面。

使本发明的旋转设备具有以下配置也允许重力与预制件纵向膨胀的方向更好地对准，与具有垂直旋转轴线的已知配置相比，在该配置中，作用于正在膨胀的预制件的重力与旋转面更好地对准。考虑重力和离心力两者，旋转设备的这种配置保证了这两个力与纵向膨胀方向在旋转制造路径的某一扇区内良好对准。该扇区足以执行预制件的液压膨胀的关键部分，从而降低了作用于正在膨胀的预制件的力的不利影响，该力具有垂直于纵向膨胀方向的有效分量。

根据本发明的另一方面，预制件具有带开口的颈部部分，以及成形站在成形轮上被定向成使得开口面向里。

当预制件布置为使得其开口向内面向成形轮的旋转中心时，作用于预制件内部的液体的离心力将迫使液体进入预制件。因而，当预制件在该定向上围绕成形轮的转动轴线旋转时，降低了溢出的风险。

本发明的第二方面是提供用于从预制件液压成形成型容器的方法，该方法包括以下步骤：

-将预制件放置在成形站中，成形站具有纵轴线，

-当液压膨胀成形站内部的预制件时，沿弧形制造路径传输成形站，

-从成形站移除填充的成型容器，

由此，当使预制件膨胀至成型容器时，液压膨胀预制件的液体上的合成加速度总是与成形站的纵轴线形成小于10°的角度。

有利地，合成加速度通过重力加速度和由于沿弧形制造路径传输成形站的离心加速度的结合产生。

有利地，液压膨胀预制件的液体上的合成加速度与成形站的纵轴线成小于5°的角度。

在膨胀阶段期间，正在膨胀的预制件对具有垂直于膨胀方向的分量的力是最脆弱的。该力将使预制件关于膨胀方向不对称地膨胀。产生的容器在由这种变形额外拉伸的部位处将更脆弱。这种脆弱必须由导致更高成本的附加材料弥补。执行膨胀过程以使得在膨胀期间产生的加速度和膨胀方向(成形站的纵向维度)之间的角度保持在20°以下，减轻垂直于膨胀方向作用的分力的不利影响。

根据本发明的另一方面，执行用于从预制件液压成形成型容器的方法，以使得当预制件放置于成形站内时，成形站的纵轴线被定向在与垂直方向成小于20°的角度处。

在该定向上，与插入的预制件的纵轴线基本一致的成形站的纵轴线与垂直方向对准确定了重力在加热并由此软化的预制件上仅施加有限的弯曲力。

根据本发明的另一方面，执行用于从预制件液压成形成型容器的方法以使得当从成形站移除填充的成型容器时，成形站的纵轴被定向在与垂直方向成小于20°的角度处。优选地，成型容器在与成形站在其弧形路径上的最低位置靠近的基本上垂直的位置处从成形站移除。

在该定向上，与填充的容器的纵轴线基本上一致的成形站的纵轴线与垂直方向对准确定了重力起作用，以保持填充的容器内的液体不增加溢出的风险。通过在成形站的弧形路径上的最低位置处移除填充的容器，离心力也在与瓶子的纵向方向基本对准的方向上起作用，进一步限制溢出的风险。

附图说明

图1a示出了通过现有技术的机器在低转速下形成的容器内部的液体的自由液位，

图1b示出了通过图1a的机器在高转速下形成的容器内部的液体的自由液位，

图1c示出了申请人发现的图1的机器的潜在缺点，

图2示出了根据本发明的、用于沿旋转轴液压成形成型容器的旋转机器的第一实施方式的的侧视图，

图3示出了用于沿平行于旋转平面的方向液压成形成型容器的旋转机器的、在图2中所示的第一实施方式的的剖面，

图4示出了用于沿平行于旋转平面的方向液压成形成型容器的旋转机器的第二实施方式，以及

图5示出了用于沿旋转轴液压成形成型容器的旋转机器的的第三实施方式。

具体实施方式

本发明涉及旋转机器，或旋转设备，用于液压成形成型容器。

本文使用的术语“容器”指的是用于储存消耗品的容器。容器具有由容器壁的内表面限定的内部腔体。内部腔体限定容器的储存容积。对于饮料，服务单人的容器具有从约100毫升至约500毫升的储存容积，服务多人的容器具有从约500毫升至约3000毫升的容积，以及大容器具有从约3000毫升至约30公升的容积等，这些通常是已知的。对于诸如液体药品的储存的其它应用，较小的容器尺寸也是已知的。对于诸如燃料的其它应用，更大的容器尺寸仍然是已知的。可通过开口从外部访问容器的内部腔体。开口可通过诸如盖或盖子的闭合部闭合。闭合部可以是容器的组成部分并且例如通过铰链可移动地连接至容器的外壁。闭合部也可以是不永久地附接至容器的单独部分，诸如螺旋盖或者冠盖。闭合部可以可逆地附接至容器，以用于反复打开和闭合容器。闭合部可包括可以由用户从打开配置移动至闭合配置的可活动部分，诸如运动盖。

容器的形状由容器壁的外表面限定。原则上，容器可以具有任意大小与形状。容器可具有包括开口的顶部，与顶部相对的底部，以及连接顶部与底部的中间部。从容器的顶部到底部的尺寸通常称作纵向尺寸。容器可包括包围开口的颈部和上颈部与侧壁连接的肩部。容器可包括用于将容器放置在表面上的底座。底座可形成底部的一部分。当放置在表面上时，容器的底座至少在三个点与该表面接触。底座也可以沿着诸如站立环的站立表面与表面接触。侧壁使容器的底座与顶部分的容器壁连接。

本文使用的术语“成型容器”指的是至少部分地提供抵抗几何形状改变的阻力的容器。例如，简单塑料袋不是成型容器，而塑料瓶是成型容器。成型容器事实上可以采用任何形状，包括但不限于瓶子、罐、箱、小桶或者桶的形状。抵抗由外力引起的变形的阻力相对于容器的各个部分以及在容器的不同方向上可以不同。许多容器(诸如瓶子)具有基本上比任何横向尺寸更大的纵向尺寸。通常，抵抗纵向方向变形的阻力比抵抗横向方向变形的阻力大的多，使得容器可以堆叠以整批运输。相对于填充的容器，尤其当容器在大于大气压力的内部压力下闭合时，空的成型容器可呈现抵抗变形的显著降低的阻力。

术语“液体介质”或者“消耗品”指的是物理介质。其表示不可压缩且可流动的任何介质。不可压缩且可流动的介质适合于膨胀预制件。液体可具有低粘度(如水或酒精)、中粘度(如可食用的油或者汤)、或者高粘度(如酸奶或含乳脂产品)。液体可以是同质的或不同质的(包括果肉或少量食品屑)。液体介质不限于食品。不可压缩的液体可以是例如水，或其它饮料、身体护理产品、家庭护理产品和园艺护理产品、医药流体、燃料、工作流体等。其可包括水、果汁、乳制品、食用油、诸如清洁剂的家用液体、诸如肥皂、洗发剂和洗液的身体卫生和护理液体、诸如盐溶液或者液体药物制剂的医药液体，诸如液体溶剂的化学制品，诸如(不可燃的)燃料和润滑剂的工业液体或者任何其它适合的液体消耗品。

本文使用的术语“填充的容器”指的是由诸如液体消耗品的消耗品填充至填充液位的容器，优选为成型容器。优选地，填充的容器基本上完全地填充至填充液位处，该填充液位优化运输给消费者的产品量同时允许可靠地生产填充的容器并且降低溢出的风险或其它浪费消耗品的危险。

优选地，本发明的设备或机器是用于从预制件制造填充的容器的设备。

本文使用的术语“预制件”指的是可以通过吹制转变为容器的任何材料块。预制件可以具有限定内部容积的中空体和带开口的颈部部分，该开口用于进入预制件的内部容积。预制件可以具有与试管形状相似的形状，即，在下端闭合并且在上端具有带开口的颈部。预制件可以由任何适当的塑性材料制成，塑性材料诸如聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚乳酸(PLA)、聚呋喃二羧酸乙二醇酯(PEF)，或者聚烯烃，如低密度聚乙烯(LDPE)或者高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)，或者基于材料的苯乙烯，该苯乙烯诸如聚苯乙烯(PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，或者诸如聚氯乙烯(PVC)的其它聚合物。

预制件通常可根据注射模制工序生产并且在与根据本发明的用于形成容器的机器所在的地点不同的位置处模制。在变型中，诸如注射模制、压缩模制或者注射压缩的预制件生产平台集成到与用于制造本发明的填充容器的设备相同的生产线中。在这种情况下，预制件制造工艺被实施为使得预制件的主体保持在尽可能接近其优化处理温度的温度处，而颈部部分保持在尽可能接近环境温度的温度处以防止以后变形。在这种情况下，加热站可以由预制件生产平台替代并且处理站位于预制件制造平台下游。然而，加热站可布置在预制件生产平台下游以使预制件受到附加的热调节以优化预制件的加热分布图和/或确保在处理步骤中选择性地引入预制件中的净化介质的活化。

用于将预制件液压成形为容器的适当工艺是提供加热的预制件，优选地加热至预制件材料的玻璃态转化温度以上，并且迫使液体介质在加压下通过开口进入预制件。然后液体介质使预制件的主体膨胀。在膨胀期间，预制件可以放入模具中以使主体膨胀直至其到达模具的内表面并与模具的内表面一致。在冷却之后，预制件的主体保持在膨胀配置中，从而形成容器。通过适当地成形模具的内表面，可以确定容器的形式。在通过开口使预制件膨胀期间，颈部部分可以相对保持不变。

本发明的旋转设备或机器包括可旋转的成形轮。

术语“轮”指的是用于元件沿着制造路径的旋转处理的设备组件。在旋转过程中，一系列的元件沿着制造路径传输，该制造路径基本上遵循圆弧，优选地以恒定传输速率传输。轮是用于沿这样基本上环形的制造路径传输的适当装置。通常，元件在轮的圆周附近被暂时支承在轮上。轮通常具有穿过环形制造路径的对称中心并基本上垂直于环形制造路径的平面的中心旋转轴。基本环形的制造路径沿着圆环的圆周在入口点与出口点之间的一部分运行。元件在沿着环形制造路径传输的同时，可以在向内的或者向外的径向方向上移动。然而在大多数情况下，这些移动的维度基本上小于环形制造路径的径向维度。

术语“可旋转的轮”指的是以这洋的方式安装的轮：其可围绕其中心旋转轴旋转并且可由致动器驱动。用于驱动可旋转的轮的适当致动器是广泛已知的并且在此不进行描述。

本发明的旋转设备包括多个成形站。

术语“成形站”指的是可操作以将预制件转变为容器，优选地转变成填充的容器的任何站。每个成形站具有纵轴线，该纵轴线通常与在成形站中成形的容器的纵轴线共线。

本发明的液压成形站中的每个由成形轮支承以使得每个成形站的纵轴线在预制件膨胀时与成形轮的旋转面形成小于25°的角度。优选地，每个成形站的纵轴线在预制件膨胀时与成形轮的旋转面成小于20°的角度，该角度更优选地小于15°，还更优选地小于10°，还更优选地小于5°。还更优选地，每个成形站的纵轴定向成基本上平行于成形轮的旋转面。在该配置中，对于成形站在成形轮上的一些位置，用于正在膨胀的预制件内的液体的重力和离心力在相互之间相差小于10°的方向的或者甚至共线的方向起作用是可能的。优选地，在这些位置上作用于液体的合力与成形站的纵轴线成一角度，该角度小于20°，更优选地小于10°，还更优选地小于5°，还更优选地小于3°。

预制件中的液体上的离心力将总是在径向方向上起作用。使成形站的定向更接近地对准旋转面并由此与径向方向更接近地对准将增大合力(重力和离心力的相加)与预制件的纵向方向之间的角度。从而，降低引起预制件远离成形站的纵向维度弯曲的力。

发明人已经注意到，当与成形轮的一次旋转的周期比较时，在液压成形工序中将预制件膨胀为容器的时间是相对短的。所以对于弧形路径上的预制件发生实际膨胀的部分，足以改善合力与纵向维度的对准。在弧形路径的其他部分上，预制件不填充液体并且能够承受作用于其上的合力或者预制件完全膨胀以与模具的内表面一致，由此通过模具的内表面支承而抵抗作用于完全膨胀的预制件上的合力。

本发明的液压成形站中的每个由成形轮支承，以使得在预制件膨胀时每个成形站的纵轴线在成形轮的旋转面上的投影与径向方向在成形站的位置处成一角度，该角度小于25°，更优选地小于20°，还更优选地小于15°，还更优选地小于10°，例如小于5°。还更优选地，本发明的液压成形站中的每个由成形轮支承，以使得每个成形站的纵轴线在成形轮的旋转面上的投影在成形站的位置处基本上与径向方向对准。

不必使成形站的纵向维度与径向方向完全对准以受益于本发明的优点。在预制件膨胀时，当每个成形站的纵轴线的投影处于上面限定的边界之内时，对准是足够的。

本发明的液压成形站可支承预制件，使得预制件被定向为预制件的纵轴线与成形站的纵轴线平行。在该配置中，预制件的旋转对称轴线可与模具的旋转对称轴线共线。现有模具通常在其纵轴线被垂直定向的位置上操作。预制件简单地放入模具的上表面上的预制件支座中并且由重力保持在其竖直位置。本发明的成形站可包括用于保持预制件并以下述方位定位预制件的装置，在该方位中，即使成形站不仅仅在竖直位置被支承，预制件的纵轴线也与成形站的纵轴线对准。适当的装置包括与预制件的颈部的上表面和下表面接合的夹具或者抓具。

液压成形站可包括模具，优选地包括可从闭合配置可逆地打开至打开配置的模具。闭合配置用于成形过程。打开配置用于插入预制件和取出成型容器。模具可包括两个、三个或更多组件。为了将模具的配置从打开改变至闭合，一个组件、一些组件或者所有组件可以在第一位置与第二位置之间移动或者转动。当模具处于闭合配置中时，诸如底座的一些组件可以是可活动的。成形站可以包括用于保持模具的模具座。不同的模具可以被插入模具座中，以使本发明的设备适用于不同的容器几何结构。模具站可包括用于将模具从打开配置移动至闭合配置的一个或多个致动器。

优选地，本发明的成形站在成形轮上被定向为使得预制件的具有开口的颈部面向内且预制件的主体面向外。当预制件膨胀为容器时，预制件的纵向维度不必完全与径向方向对准(如上文说明的)，但是预制件不应被定向成使得开口面向外，以及液体不得不向里受力，即，与离心力的方向相反。由于预制件的开口处于预制件的近端处，离心力起作用的方向与推动成形液体并因此支持液压成形工艺的方向一样。

液压成形站可包括用于拉伸预制件(诸如拉伸杆)的装置，以及例如US2012/0207872中描述的用于致动拉伸装置的装置。

液压成形站可包括用于与预制件的开口或模具的上表面紧密地连接的喷嘴装置和用于在建立密封连接之后通过开口将受压流体供给至预制件内的流体供给装置。

液压成形轮支承多个成形站。优选地成形轮以这样的方式支承多个成形站：当成形轮旋转时，沿着环形制造路径传输成形站。可以沿着成形轮的圆周支承成形站。

液压成形站可由成形轮支承，成形站的纵轴线与成形轮的径向方向在成形站的位置处对准。优选地，成形站被定向成使得预制件或容器的开口面向成形轮的中心并且预制件的相对端的朝向径向远离成形轮的中心。

替代地，液压成形站可由成形轮支承，以使得成形站的纵向维度与成形轮的切向方向在成形站的位置处成一角度，该角度小于30°，优选地小于20°，还优选地小于15°，还优选地小于10°，还优选地小于5°，还优选地小于3°。还更优选地，成形站的纵向维度在成形站的位置上基本上平行于成形轮的切向方向。

替代地，液压成形轮可以旋转自由度支承成形站。例如，支承可以设计为使得每个成形站可围绕与成形轮的旋转轴线基本上平行的旋转轴线旋转。优选地，成形轮还包括用于保持成形站的纵向维度的方位垂直的装置。适当的装置包括例如多个致动器，每个致动器与成形站可操作地连接并且将成形站旋转至垂直方位。凸轮随动件是用于控制成形站的方位的另一适当装置。

本发明的成形轮可以具有与水平面成一角度的旋转轴线，该角度小于60°，优选地小于45°，还更优选地小于30°，还更优选地小于20°，还更优选地小于10°，还更优选地小于5°。还更优选地，成形轮的旋转轴线基本上定向在水平方向上。

对于高速旋转的机器，作用于填充的容器内的液体的合力可导致溢出和容器的变形。合力是作用于液体的重力和离心力之和。离心力的方向取决于旋转轴的定向。通过改变定向，可调整离心力相对于重力的相对定位。在理想情况下，离心力和重力互相共线并且平行于容器的纵轴线起作用，以迫使消耗品进入容器。然而，随着填充容器沿着弧形制造路径在旋转机器中移动，作用于消耗品并由此作用于填充容器的空间的离心力不断变化。

本发明提供了用于从预制件液压成形成型容器的方法，该方法包括以下步骤：

-将预制件放置在成形站中，该成形站具有纵轴线，

-在成形站的内部液压膨胀预制件的同时，沿着弧形制造路径传输成形站，

-从成形站移除填充的成型容器。

当预制件膨胀为成型容器时，液压膨胀预制件的液体上产生的加速度的定向总是与成形站的纵轴线成一角度，该角度小于20°，优选地小于10°，还更优选地小于5°，还更优选地小于3°。通过使合力的方向与成形站的纵向方向对准，降低了作用于正在膨胀的预制件上的离心力的不利影响。临界时间是通过迫使液体进入容器将预制件膨胀为成型容器的时间。该时间从液体开始被迫使进入预制件开始，直至预制件膨胀至其最终容积的至少50％，更优选地75％，还更优选地90％，还更优选地95％。在该阶段之前，空的预制件的质量不足够大从而受离心力严重地影响。甚至在预制件为了拉伸而被软化之后，预制件的稳定性足以避免显著的变形。在膨胀之后，成型容器与模具的内表面紧密地一致并因此抵抗离心力的负面影响而被支承。然而，在膨胀期间，如果合力的方向与成形站的纵向方向以及正在膨胀的预制件的纵向方向不是充分对准，那么合力作用于预制件内部的重液上并且可潜在地使正在膨胀的预制件变形。

通过几个结构上的设置的组合，可以实现合力的方向与成形站的纵向方向对准。离心力在径向方向上起作用。成形站的纵向方向与成形轮的径向方向在成形站的位置处对准将引起合力的更好的对准。如果成形轮围绕垂直旋转轴线进行旋转，那么重力将总是垂直于离心力起作用，从而使得合力难以与旋转机器的纵向方向对准。通过将成形轮的旋转轴线从垂直定向移动为更接近于平行于水平面的定向，对于沿成形轮的周长的弧形路径的至少一些部分，可以使合力与成形站的纵向维度良好地对准。对于具有水平旋转轴线的成形轮，合力与成形站的纵向维度在成形站的顶部位置附近以及底部位置附近近似对准。

本发明还提供了用于从预制件液压成形成型容器的方法，其中，当预制件位于成形站内时，成形站的纵轴线被定向为与垂直方向成小于20°的角度。本发明还提供了用于从预制件液压成形成型容器的方法，其中，当从成形站移除填充的成型容器时，成形站的纵轴线被定向为与垂直方向成小于20°的角度。

本发明还提供了用于从预制件液压成形成型容器的方法，其中，在靠近于成形站在其弧形路径上的最低位置的基本上垂直的位置处，从成形站移除成型容器。通过与水平旋转轴线配合来布置成形轮以及将成形站定位为与径向方向对准，可以获得成形站的该定向。使水平旋转轴线和成形站与径向方向对准避免离心力在垂直于重力的方向上不断地作用于正在膨胀的预制件。

示例性实施方式的描述

现在将通过参照示例性实施方式和附图对本发明进行描述。

在图2中示出了用于液压成形成型容器的旋转设备或者机器100的第一实施方式。设备100包括支承多个成形站140的可旋转的成形轮110。成形站140包括可打开的模具和用于迫使液体消耗品进入预制件的装置(未示出)。旋转轴线111被定向为垂直于在成形轮110的中心112处绘制的平面。可旋转的轮110能够例如以顺时针方向114旋转。成形站140布置为使成形站的纵轴线116在旋转面L上的投影在成形站140的位置处基本上平行于径向线118。成形站140的远端沿可旋转的成形轮110的周长进行布置，近端面向成形轮110的中心。在所示的实施方式中，包括在成形站中的模具被布置成使得成型容器的底部邻近成形站140的远端定位，而成型容器的颈部面向成形站的近端。

图2所示的第一实施方式在图3中以通过成形轮110的中心112的剖面进行说明，并且从平行于成形轮110的旋转面的方向观察第一实施方式。成形轮110的旋转轴线111现在平行于绘图面。成形站140布置成使得其纵轴线116在成形站140的位置处平行于径向线118并因此也平行于成形轮110的旋转面。

参考图4，用于液压成形成型容器的旋转设备的第二实施方式400以通过成形轮410的中心412的剖面方式示出。成形轮围绕其旋转轴线411沿方向414旋转。成形站440布置成使得其纵轴线416与径向方向并因此与旋转面成一角度448。在示出的实施方式中，旋转轴线411布置成使得在最低位置处成形站处于其竖直位置，在该竖直位置处便于容易地从模具上移除填充的成型容器，同时降低溢出风险。

用于液压成形成型容器的旋转设备的第三实施方式500在图5中以从平行于旋转轴线511的方向观察的侧视图示出。成形站540由成形轮510支承，成形站540的远端靠近成形轮510的周长定位并且近端向内面向旋转轴线511。成形站540布置成使得其纵轴线516在旋转面上的投影与径向线518在成形站540的位置处形成角度548。角度548可促进转移到下游操作并且进一步通过下游操作进行处理，同时保持合力与径向线518充分对准以减少正在膨胀的预制件发生变形的风险。

Claims (15)

1.用于从预制件液压成形容器的旋转机器(100、400、500)，包括：

-能够旋转的成形轮(140、440、540)，具有中心旋转轴线(111、411、511)和垂直于所述中心旋转轴线的旋转面，

-多个成形站，所述成形站中的每个均通过所述成形轮支承，并且能够操作为通过迫使液体进入所述预制件而使所述预制件中的一个膨胀为成型容器，

其特征在于，在所述预制件膨胀时，每个成形站的纵轴线(116、416、516)与所述成形轮的所述旋转面形成小于25°的角度，以及

当所述预制件膨胀时，每个成形站的所述纵轴线(116、416、516)在所述成形轮的所述旋转面上的投影在所述成形站的位置处与径向方向形成小于25°的角度。

2.如权利要求1所述的旋转机器(100、400、500)，其中，所述成形站能够操作成在所述预制件的所述纵轴线(116、416、516)平行于所述成形站的所述纵轴线的定向支承所述预制件。

3.如权利要求1或2所述的旋转机器(100、400、500)，其中，每个成形站都具有闭合配置，在所述闭合配置中，所述成形站包括布置成容纳预制件颈部的预制件支座和布置为容纳预制件的主体的模制腔体，

其中所述纵轴线(116、416、516)限定为经过所述预制件支座中心以及经过所述模制腔体中心，并且径向线(118、418、518)限定为经过所述模制腔体中心，并且限定为垂直于所述中心旋转轴线并且经过所述中心旋转轴线。

4.如权利要求3所述的旋转机器(100、400、500)，其中，至少当所述成形站进行操作以使所述预制件膨胀时，颈口支座中心比所述模制腔体中心更靠近所述中心旋转轴线。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的旋转机器(100、400、500)，其中，所述预制件具有颈部部分，所述颈部部分具有开口，并且所述成形站在所述成形轮上定向，以使所述颈部部分的所述开口面向内。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的旋转机器(100、500)，其中，每个成形站的所述纵轴线平行于所述成形轮的所述旋转面。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的旋转机器(100、400)，其中，每个成形站的所述纵轴线在所述成形轮的所述旋转面上的投影在所述成形站的位置处与所述径向方向对准。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的旋转机器(100、400)，其中，所述成形轮的所述中心旋转轴线与水平面形成小于30°的角度。

9.如权利要求8所述的旋转机器(100、500)，其中，所述成形轮的所述中心旋转轴线平行于所述水平面。

10.用于从预制件液压成形容器的方法，包括以下步骤：

-将预制件放置在成形站中，所述成形站具有纵轴线，

-当液压膨胀所述成形站内部的所述预制件时，沿弧形制造路径传输所述成形站(140、440、540)，

-从所述成形站移除填充的成型容器，

其特征在于，当所述预制件膨胀成所述成型容器时，液压膨胀所述预制件的液体上的合成加速度的定向与所述成形站的所述纵轴线始终形成小于10°的角度。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述合成加速度由于所述沿弧形制造路径传输所述成形站而由离心加速度和重力加速度结合产生。

12.如权利要求9至11中的任一项所述的方法，其中，液压膨胀所述预制件的所述液体上的所述合成加速度与所述成形站(140、440、540)的所述纵轴线形成小于5°的角度。

13.如权利要求9至12中的任一项所述的方法，其中，当所述预制件放置于所述成形站中时，所述成形站的所述纵轴线定向在与垂直方向成小于30°的角度处。

14.如权利要求9至13中的任一项所述的方法，其中，当从所述成形站移除所述填充的成型容器时，所述成形站(540)的所述纵轴线定向在与所述垂直方向成小于30°的角度处。

15.如权利要求9至14中的任一项所述的用于从预制件液压成型容器的方法，其中，所述成型容器在与所述成形站在其弧形路径上的最低位置接近的垂直位置处从所述成形站(140，440)移除。